論文の概要: Electron spin dynamics guide cell motility
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.02923v1
- Date: Tue, 04 Mar 2025 18:51:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-06 15:50:53.666252
- Title: Electron spin dynamics guide cell motility
- Title（参考訳）: 電子スピンダイナミクスは細胞運動を誘導する
- Authors: Kai Wang, Gabrielle Gilmer, Matheus Candia Arana, Hirotaka Iijima, Juliana Bergmann, Antonio Woollard, Boris Mesits, Meghan McGraw, Brian Zoltowski, Paola Cappellaro, Alex Ungar, David Pekker, David H. Waldeck, Sunil Saxena, Seth Lloyd, Fabrisia Ambrosio,
- Abstract要約: 細胞傷害は青い光子の急性放出を誘発し、これらの光子は筋肉前駆細胞を磁場に敏感にする。
タンパク質発現の包括的解析により、青い光子が細胞運動を促進する能力はカルモデュリンカルシウムセンサーの活性化によって引き起こされることが明らかとなった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.364500878457465
- License:
- Abstract: Diverse organisms exploit the geomagnetic field (GMF) for migration. Migrating birds employ an intrinsically quantum mechanical mechanism for detecting the geomagnetic field: absorption of a blue photon generates a radical pair whose two electrons precess at different rates in the magnetic field, thereby sensitizing cells to the direction of the GMF. In this work, using an in vitro injury model, we discovered a quantum-based mechanism of cellular migration. Specifically, we show that migrating cells detect the GMF via an optically activated, electron spin-based mechanism. Cell injury provokes acute emission of blue photons, and these photons sensitize muscle progenitor cells to the magnetic field. We show that the magnetosensitivity of muscle progenitor cells is (a) activated by blue light, but not by green or red light, and (b) disrupted by the application of an oscillatory field at the frequency corresponding to the energy of the electron-spin/magnetic field interaction. A comprehensive analysis of protein expression reveals that the ability of blue photons to promote cell motility is mediated by activation of calmodulin calcium sensors. Collectively, these data suggest that cells possess a light-dependent magnetic compass driven by electron spin dynamics.
- Abstract（参考訳）: 異種生物は移動のために地磁気場(GMF)を利用する。
青色光子の吸収により、2つの電子が磁場内で異なる速度で進行するラジカル対が生成され、それによって細胞をGMFの方向に感応する。
そこで本研究では,in vitroケガモデルを用いて,細胞遊走の量子ベースのメカニズムを発見した。
具体的には、移動細胞が光的に活性化された電子スピンベースの機構によってGMFを検出することを示す。
細胞傷害は青い光子の急性放出を誘発し、これらの光子は筋肉前駆細胞を磁場に敏感にする。
筋前駆細胞の磁気感受性について検討した。
(a)青色の光によって活性化されるが、緑色や赤色の光ではなく、
(b) 電子-スピン/磁場相互作用のエネルギーに対応する周波数での振動場の適用によって破壊される。
タンパク質発現の包括的解析により、青い光子が細胞運動を促進する能力はカルモデュリンカルシウムセンサーの活性化によって引き起こされることが明らかとなった。
これらのデータは、電子スピンダイナミクスによって駆動される光依存の磁気コンパスを持つことを示唆している。
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